WO2011092201A1 - Assembly and method for the filtration of a liquid and use in microscopy - Google Patents

Assembly and method for the filtration of a liquid and use in microscopy Download PDF

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WO2011092201A1
WO2011092201A1 PCT/EP2011/051064 EP2011051064W WO2011092201A1 WO 2011092201 A1 WO2011092201 A1 WO 2011092201A1 EP 2011051064 W EP2011051064 W EP 2011051064W WO 2011092201 A1 WO2011092201 A1 WO 2011092201A1
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carrier
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Katja Friedrich
Walter Gumbrecht
Karsten Hiltawsky
Peter Paulicka
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for the filtration of a liquid comprising a support, a filter membrane and a support body, wherein the support body is arranged and / or trained in a recess of the carrier. Furthermore, the present invention relates to a method for filtering fluids with the assembly and to a use for microscopic examination of the residue remaining on the filter membrane.
  • Microscopy is a widely used method in ana ⁇ lytics. It is an indispensable tool for characterizing tissue and cells, especially in the life sciences. As an "interface" between the medium to be examined and the imaging components of a microscope, the slide has become established.
  • this is a glass plate of 26 by 76 mm (ISO 8255-2) and a thickness of 1 to 1.5 mm.
  • the objects are applied, for example, in a thin layer on the slide and can be covered with a coverslip, which is usually 18 times 18 mm in size and 0.16 mm thick.
  • Objects are eg tissue sections, which are surrounded by a liquid film.
  • Filtration technology is also a widely used technique, particularly for separating solids of different sizes from one another and / or from liquids.
  • the filter residue is examined micro-scopically ⁇ after the filtration process.
  • the filter medium eg the filter membrane
  • the filter medium must be removed from the filtration device and placed on the slide.
  • This process requires in particular with thin filter membranes, for example, with filter membranes with a thickness of 10 ym and a diameter of 25 mm, high experimental skill and is very time ⁇ consuming and error prone, which is associated in practice with higher costs of a test procedure.
  • a standardization in the way is a view to ensuring a quality standards, it ⁇ difficult by manual interaction.
  • Known problems in manual interaction include the partial destruction of the filter membrane and the accumulation of air bubbles between the filter membrane and the slide, making subsequent microscopy difficult.
  • the object of the present invention is therefore to provide an arrangement and a method for the filtration of liquids, which can be used in standard methods with high quality and are simple in construction, easy to handle as well as inexpensive.
  • the arrangement should be able to be used in standard devices with standard holders in order, for example, to be able to carry out light microscopic or fluorescence microscopic examinations simply and cheaply on the filtration residue as standard.
  • the stated object is with respect to the arrangement for Filt ⁇ ration of a liquid with the features of claim 1, with respect to the method for the filtration of a liquid with the arrangement having the features of claim 11 and bezüg ⁇ Lich the use of the arrangement and the method having the features of claim 14.
  • the inventive arrangement for filtration of a liquid ⁇ ness or suspension comprises a support, a filtering membrane and a support body.
  • the support body is arranged and / or formed in a recess of the carrier.
  • the filter membrane is arranged flat and / or flat on the support body. Plan in this context means that the filter membrane is arranged in a flat surface without any mountain and valley-like elevations.
  • the inventive structure of the arrangement makes it possible to apply a thin filter membrane as a filter on a carrier with standard shape.
  • the support body provides mechanical support to the filter membrane during filtration, allowing filtering of large quantities of fluid in a timely manner.
  • the filter membrane can be made so thin without tearing when filtering large amounts of liquid at a high flow rate.
  • Filter membrane which can be made only very thin formed, are, for example, by particle bombardment of films produced filter membrane with well-defined through-pores or holes. A good support with the help of the support body through many evenly distributed support points is essential for the use of such filter membrane as a filter.
  • the carrier may be a slide especially for microscopy, which is made of glass or plastic, in particular polycarbonate. Both materials are cost-effective and easy to process and transparent in the visible range of light ⁇ ren.
  • the support body can be structured, in particular porous. The structure determines the number of support points for the filter membrane and allows the drainage of filtered liquid after flow through the filter membrane.
  • the support body may be formed of plastic, in particular polycarbonate, or of a ceramic. Plastic is easy to organize and can be found for example in injection molding technology inexpensive and simple structured ago ⁇ . Ceramics are easily porous with defined pore size inexpensive to produce.
  • the use of a slide as a support for the filter membrane allows easy handling and use in Standardgerä ⁇ th. Slides of glass or plastic are very stable, both mechanically and chemically, which is for the treatment of a filtration residue, for example, before a microscopic
  • the support may have a thickness in the range of 1 to 1.5 mm, and a length in the range of 75 to 76 mm and a width in the range of 25 to 26 mm.
  • the filter membrane may have a thickness in the range of 1 to 20 ⁇ m, preferably in the range of 10 ⁇ m, and a diameter in the range of 25 mm. With these dimensions, the carriers are well-suited for use in most commonly used holders of standard slides. A good support is guaranteed without slipping during an examination. Filter membranes of the indicated dimensions are easy to produce, e.g. by particle bombardment, and are able to flat on one well
  • Carrier to be arranged They have sufficient stability in conjunction with the support body, in order to achieve good filter action at high flow rates of fluids through the Filter membrane can not be torn or damaged in any other way.
  • the recess in the carrier may be the same size as the support body. As a result, a good hold of the support body in the carrier is made possible or the support body can be made integrally from the carrier material.
  • a permanently stable arrangement is given.
  • the support body may be formed circular and the filter membrane may also be formed circular. This facilitates the on ⁇ use in systems with a circular inlet pipe and a circular drain pipe for fluids.
  • a round configuration facilitates microscopy wei ⁇ terhin because the entire circular area in the field of view of the microscope can be optically resolved.
  • the use in a circular flow chamber is thereby also supported, this embodiment having advantages in terms of laminar flow and good cleaning capabilities.
  • the carrier and the support body may be integrally formed of a body as described above.
  • the filter membrane may be fastened in its edge region on the carrier, wherein the filter membrane completely covers the recess in the carrier and in particular rests flat on the supporting body in the region of the recess. In the edge region, the filter membrane can be welded to the carrier. As a result of the completely covering formation of the filter membrane, complete filtering of the liquid is possible without unfiltered liquid passing through edge regions of the recess. A good attachment, which may be liquid-tight, is given by welding the filter membrane to the carrier.
  • the support body may comprise channels formed on a side facing the filter membrane, which are formed in fluidic contact with the filter membrane.
  • the support body may in particular comprise channels, which are formed radiating out of ei ⁇ nem central region of the support body in the direction of the support or in the direction of the edge region of the filter membrane, which is below in the direction of carrier, with.
  • the number of channels in the direction of the carrier seen from a center of the support body can be increasingly formed, in particular with an increase in the number of channels with the square of the distance from the center ⁇ point of the support body. This results in a high and uniform surface density of channels on the surface of the
  • Support body which is covered by the filter membrane.
  • the support body may have on circular paths formed channels which connect the radial channels flui ⁇ disch each other.
  • An arrangement of star-shaped and circular channels allows for good drainage of filtered liquid away from the filter membrane.
  • the network of circular channels and star-shaped channels enables a high surface density of channels on the surface of the support body and the minimization of support surface without channels.
  • the channels can be formed with a depth and / or width, or Ka ⁇ nalqueritess formula which increases from a central region of the support body in the direction of the carrier towards. This has the same effect and supports the Ef fect ⁇ which is obtained by the previously described increase in the number of channels from the central region of the support body towards the edge region.
  • the cross sections of the ducts ⁇ Ka or its channel cross-sectional areas can use the quad rat of the distance from the central region of or from a
  • the cross section or the area the cross-section is proportional to the square of the distance r from the center of the support body or the support body surface and in particular thus also the filter membrane surface.
  • the increase of the channel cross-sectional areas can also be greater than the square of the distance r.
  • the center of the membrane surface or membrane is the same as the center of the support body surface or the Stützkör ⁇ pers.
  • the full name of the channel cross-sections with the distance from the center of the supporting body from, allows ungehin ⁇ engineered outflow of filtered fluid in the direction of the edge region of the filter seen from its center, wherein in the edge region more liquid flows through the filter than in the central area on Reason for the larger area and the coming from the central area forth fluid.
  • drain openings for Flu ⁇ ide may be formed in the support body and / or in the carrier by the thickness of the support body and / or the carrier. These may each be fluidly connected to one or more channels.
  • Liquid which is collected and transported in the channels can be transported away from the filter membrane via the discharge openings from a front side to a rear side of the carrier.
  • the arrangement of the drainage openings in the edge region of the support body make it possible to form the drainage openings with a large or relatively large cross section, without substantially restricting the stability of the filter membrane and the supporting effect of the support body.
  • the filter membrane and the support body can form a flat, common area with contact areas or direct mechanical have contact points, hereinafter called contact surface. It can in particular have a paint maxi ⁇ distance from the flat contact surface of less than 100 ym, the filter membrane.
  • the flat surface makes it possible to arrange the filtration residue in a flat plane, whereby, for example, in microscopy, good imaging is made possible by good focusing on the filtered objects in the plane.
  • the support body may be in the area of contact between the filter membrane and the support body in the form of webs, especially webs of a triangular cross-section (section ent ⁇ long the height of the ridges) having a width at the contact ⁇ points with the filter membrane of be formed less than or equal to 100 ym.
  • the webs may also be in the form of columns (rectangular cross section along the height or longitudinal direction of the extension of the columns).
  • the formation of the support points with a small width allows a good drainage of the liquid through the filter membrane and a more even distribution of the residue on the filter. Minimizing the area with direct mechanical contact between filter membrane and support body can be achieved with good supportive effect of the support ⁇ who, with an optimum between supporting effect and minimal direct contact, ie good flow and outflow of liquid through and the filter membrane away, arises.
  • the filter membrane may be a track etched filter membrane constructed of a polycarbonate film comprising holes of micrometer diameter, in particular 8 ⁇ m, and a hole density of 1% to 80% (as a ratio of perforated area to total area ), in particular a hole density of 10 5 holes per square centimeter.
  • Etched filter membrane can be produced with a well-defined Loch press ⁇ diameter with manageable Auffand and have a good mechanical stability at low thickness.
  • the arrangement can be thermally stable up to temperatures of 90 ° C. This enables chemical and biochemical processing reitung certain filtration residues before mikroskopi ⁇ rule examination.
  • blood may be used as the liquid, in particular blood mixed with lysis buffer for lysis of red blood cells, wherein cells are filtered out of the fluid.
  • lysis buffer for lysis of red blood cells
  • Cancer or tumor cells are filtered, in particular leucocytes as a filter residue, with no or only little healthy cells are retained as filtration residue from the filter membrane from the fluid.
  • a design of the filter membrane as a track etched filter membrane with 8 ym hole size allows a separation of tumor cells from the fluid, without or almost without healthy cells from the filtrate back.
  • the particularly uniform formation of channels or the channel network in the support body under the filter membrane allow a good, uniform flow of filtered liquid, in particular uniformly over the entire filter membrane surface. This in turn allows a very even distribution of the filtration residue on the filter membrane surface, i. e.g. Tumor cells so that subsequent microscopic examination and good optical resolution e.g. single cells is enabled.
  • the filtration residue can be colored after completion of the filtration. This facilitates the detection of, for example, microscopic examinations of e.g. Tumor cells.
  • Support body and / or the carrier allow the Vorberei ⁇ tion of the filtration residue on an investigation such as the disruption of cells and the amplification and labeling of DNA or proteins.
  • the use of lysis buffer allows the dissolution of cell walls and a PCR can be used for the duplication of eg DNA.
  • a marker can, for example via complementary DNA fragments with a coupled color ⁇ cloth, place, for example methylene blue.
  • Lysis red blood cells are dissolved, thus reducing the number of cells to be filtered.
  • Leukocytes are not dissolved by lysis and tumor cells, which represent ver ⁇ advisedte cells with up to 20 times the diameter of the diameter of the normal leukocytes can be separated as a filter cake from the healthy leukocytes (filtrate, which passes through the filter membrane) .
  • Prepara ⁇ preparation steps to prepare an optical examination of the tumor cells may include very expensive chemical and thermal see steps.
  • the arrangement and / or the method can be used for filtering and microscopic examination of the filtration residue, in particular for light microscopic or fluorescence microscopic examination, wherein the extremely flat design of the filter membrane a good and easy focusing on the filtration residue and a good, optical sharp image of the filtration residue he ⁇ allows.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive arrangement in plan ⁇ SSE comprising a support having a support body and a resting thereon filter membrane,
  • Fig. 2 is a schematic sectional view through the in
  • FIG. 3 is a detailed schematic view of the support ⁇ body with channels and drain holes
  • Fig. 4 is a schematic sectional view through the in
  • Fig. 3 illustrated supporting body.
  • the inventive arrangement shown in FIG. 1 comprises a carrier 1 and a support body 3, which is arranged in a recess of the carrier 1.
  • the carrier 1 is flat in the form of a slide for light microscopy ⁇ formed.
  • a surface may be formed as a gripping surface 4 by the surface in this area, for example, roughened.
  • Slides typically have a length L in the range of 76 mm and a width B in the range of 26 mm. Alternatively, slides may also have a length in the range of 75 mm and a width in the range of 25 mm.
  • a section has long been the length L of the carrier 1, wherein the carrier 1 has a thickness D x .
  • a thickness D x in the range of 1 to 1.5 mm.
  • a circular sheet-shaped filter membrane 2 is placed flat on a front side For ⁇ te 6 of the support 1 and the support body 3.
  • the circular filter membrane 2 has, for example, a diameter of
  • the filter membrane 2 is mechanically connected in the edge region 5 with the carrier, for example by welding or gluing. Below the filter membrane 2 of the circular support body 3 is arranged.
  • the support body has, for example, a circular diameter 0S in the range of 23 mm and a thickness D x , which corresponds to the thickness of the carrier.
  • the Fil ⁇ ter membrane 2 lies flat on the support body 3, wherein deviations from a flat contact surface between the support body 3 and filter membrane 2, for example, can amount to a maximum of 100 ym.
  • the support body 2 and the carrier 1 can be formed from an integral body, or the circular support body 3 can be arranged in a completely through the thickness D x Trä ⁇ gers continuous circular recess, in particular mechanically stably connected to the carrier 2.
  • a positive contact between the support body 3 and recess of the carrier 1 is advantageous.
  • 6 channels 8, 10 are formed in the Oberflä ⁇ surface of the support body 3 on a front side.
  • the channels 8, 10 are only indicated in FIG. 1 and not completely drawn ⁇ net.
  • a possible pattern of channels 8, 10 in the support body 3 is shown in detail schematically, although for the sake of clarity only with a small number of channels 8, 10.
  • the channels 8 are star-shaped from the center 11 of the circular shape of the filter Membrane 2 and the support body 3 extending in the direction of the edge region 5, formed in the surface of the support body 3.
  • the number of channels 8 in the direction of the edge 5 increases from the center 11. With an increase of the cross ⁇ section of the channels 8 with the distance r from the center point 11 represents the maximum distance r less than half of the diameter 0S.
  • the channel cross-sections or depths in the carrier surface in the direction of the edge 5 can preferably increase quadratically with the distance r from the center 11, or the sum of all on a circumference of a circle with center point 11 and circle radius r (distance r between center point 11 and circumference) lying cross-sectional areas of channels 8, can increase with the square of the distance r.
  • the channels 8 terminate in the drain openings 9. Fluid which flows through the filter membrane 2 can, via the channels 8 and the drain openings 9 coming from the front side of the carrier 6, reach the rear 7 of the carrier 1 and be transported away therefrom , A good, uniform flow through the filter membrane 2 and a good filtration of the fluid are possible. In particular, a uniform pressure drop over the entire filter membrane area is achieved.
  • the channels 8 are connected by circular channels 10 formed. The circular channels 10 lead to an improved, in particular more uniform fluid flow below the filter membrane 2.
  • cross sections and / or number of the channels 10 can increase with increasing distance r from the center 11, in particular with the square of the distance r.
  • the sum of the cross sections of the channels 10 and / or the channels 8 with increasing distance r from the center 11 of can take ⁇ analogous to the channels 8, in particular the square of the distance r.
  • Supporting body 3 is obtained, for example, if the channels are 8, 10 formed in such a high number and density that shown between Ka ⁇ nälen 8 and / or 10, only the webs 11 as shown in Fig. 4, on the surface of the support body 3 are formed.
  • Fig. 4 is a section through that shown in Fig. 3
  • a high number and density, and in particular a triangular shape of the webs 13 as shown in FIG. 4, allow minimal direct mechanical contact between the filter membrane 2 and the support body 3 with high mechanical stability of the arrangement.
  • a particularly uniform fluid flow over the entire surface of the filter membrane 2, with the exception of the edge region 5, is made possible in this way.
  • channels 8, 10 in the surface of the support body be milled.
  • the channels 8, 10 may be e.g. be formed by molding or laser machining.
  • the drainage openings 9 may e.g. by drilling, milling, laser machining or molding.
  • the filter membrane 2 can be made of a film by particle bombardment, in particular as a track etched filter membrane made of a polycarbonate film. In the edge region 5, the filter membrane 2 can be mechanically attached to the support 1, e.g. be attached by gluing or welding.
  • a porous layer on the surface of the Support body 3 are formed, which analog channels 8, 10 allows a uniform outflow of a fluid.
  • the drain holes can be given by the porosity 9 and channels 8, 10th
  • track-etched filter membranes which are formed from a polycarbonate film with a defined hole diameter, makes it possible to use the arrangement according to the invention for filtering eg tumor cells from blood.
  • a hole diameter of, for example, 8 ⁇ m
  • healthy cells in the blood eg white and red blood cells
  • the tumor cells are thus filtered out of the blood and retained in the filter membrane (filtration residue).
  • the uniform fluid flow over the area of the filter membrane 2 makes it possible to filter the tumor cells in a mold in which they are substantially uniformly distributed on the filter membrane 2 after filtering. An optical examination of the tumor cells is thus facilitated.
  • blood and other liquid ⁇ speeds and gases or solids contained in liquids can be filtered.
  • a use of temperature-stable materials for the inventive arrangement allows lysis of cells and a duplication and labeling of eg DNA of the cells on the filter membrane 2.
  • the cells themselves, for example specifically colored by a dye.
  • An optical, especially optical microscope or fluorescence ⁇ microscopic examination of the filtration residue is thus facilitated.
  • the flat, planar design of the filter membrane 2 in a flat, plane plane allows good focussing and imaging of the filtration residue.

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Abstract

The invention relates to an assembly and method for the filtration of a liquid and the use thereof, wherein a supporting body (3) is designed in a recess of a carrier (1) and a filter membrane (2) lies flat on the supporting body (3). The filter membrane (2) and the supporting body (3) according to the invention are designed to be permeable to liquids and thus serve as filters, in particular for filtering tumor cells from blood. The carrier (1) can having standard shapes of an object carrier for microscopy and the filtration residue on the filter membrane can be easily handled and examined in the microscope. As a result of the filter membrane (2) lying level on the supporting body (3), the filtration residue can be particularly well examined microscopically.

Description

Beschreibung description
Anordnung und Verfahren zur Filtration einer Flüssigkeit und Verwendung in der Mikroskopie Arrangement and method for filtration of a liquid and use in microscopy
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Filtration einer Flüssigkeit, umfassend einen Träger, eine Filter-Membran und einen Stützkörper, wobei der Stützkörper in einer Ausnehmung des Trägers angeordnet und/oder ausgebil- det ist. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Filtrieren von Fluiden mit der Anordnung und auf eine Verwendung zur mikroskopischen Untersuchung des auf der Filter-Membran verbliebenen Rückstands. Die Mikroskopie ist ein weit verbreitetes Mittel in der Ana¬ lytik. Insbesondere in den "Life-Science" Wissenschaften stellt sie ein unverzichtbares Werkzeug dar, um z.B. Gewebe und Zellen zu charakterisieren. Als "Interface" zwischen dem zu untersuchenden Medium und den abbildenden Komponenten eines Mikroskops hat sich der Objektträger etabliert. Es han¬ delt sich dabei um ein Glasplättchen von 26 mal 76 mm (ISO 8255-2) und einer Dicke von 1 bis 1.5 mm. Die Objekte werden z.B. in dünner Schicht auf den Objektträger aufgebracht und können mit einem Deckgläschen abgedeckt werden, welches in der Regel 18 mal 18 mm groß und 0.16 mm dick ist. Objekte sind z.B. Gewebeschnitte, welche von einem Flüssigkeitsfilm umgeben sind. The present invention relates to an arrangement for the filtration of a liquid comprising a support, a filter membrane and a support body, wherein the support body is arranged and / or trained in a recess of the carrier. Furthermore, the present invention relates to a method for filtering fluids with the assembly and to a use for microscopic examination of the residue remaining on the filter membrane. Microscopy is a widely used method in ana ¬ lytics. It is an indispensable tool for characterizing tissue and cells, especially in the life sciences. As an "interface" between the medium to be examined and the imaging components of a microscope, the slide has become established. It han ¬ delt, this is a glass plate of 26 by 76 mm (ISO 8255-2) and a thickness of 1 to 1.5 mm. The objects are applied, for example, in a thin layer on the slide and can be covered with a coverslip, which is usually 18 times 18 mm in size and 0.16 mm thick. Objects are eg tissue sections, which are surrounded by a liquid film.
Die Filtrationstechnik ist ebenfalls eine weitverbreitete Technik, insbesondere zur Trennung von Festkörpern verschiedener Größe voneinander und/oder von Flüssigkeiten. Bei der Kombination von Mikroskopie und Filtrationstechnik wird der Filterrückstand im Anschluss an den Filtrationsprozess mikro¬ skopisch untersucht. Dazu muss das Filtermedium, z.B. die Filter-Membran, aus dem Filtrations-Gerät entnommen werden und auf den Objektträger gelegt werden. Dieser Vorgang erfordert insbesondere bei dünnen Filter-Membranen, z.B. bei Filter-Membranen mit einer Dicke von 10 ym und einem Durchmesser von 25 mm, hohes experimentelles Geschick und ist sehr zeit¬ aufwendig und fehleranfällig, was in der Praxis mit höheren Kosten eines Testverfahrens verbunden ist. Weiterhin wird durch die manuelle Interaktion eine Standardisierung im Hin- blick auf die Sicherstellung eines Qualitätsstandards er¬ schwert. Bekannte Probleme bei der manuellen Interaktion sind z.B. die teilweise Zerstörung der Filter-Membran sowie die Ansammlung von Luftblasen zwischen Filter-Membran und Objektträger, wodurch die nachfolgende Mikroskopie erschwert wird. Filtration technology is also a widely used technique, particularly for separating solids of different sizes from one another and / or from liquids. When combining microscopy and filtration technology, the filter residue is examined micro-scopically ¬ after the filtration process. For this, the filter medium, eg the filter membrane, must be removed from the filtration device and placed on the slide. This process requires in particular with thin filter membranes, for example, with filter membranes with a thickness of 10 ym and a diameter of 25 mm, high experimental skill and is very time ¬ consuming and error prone, which is associated in practice with higher costs of a test procedure. Furthermore, a standardization in the way is a view to ensuring a quality standards, it ¬ difficult by manual interaction. Known problems in manual interaction include the partial destruction of the filter membrane and the accumulation of air bubbles between the filter membrane and the slide, making subsequent microscopy difficult.
Soll dieser Vorgang routinemäßig und kostengünstig in der me¬ dizinischen Diagnostik eingesetzt werden, z.B. bei der Untersuchung von Tumorzellen, welche aus einer Blutprobe filtriert werden, muss eine einfache und preisgünstige Lösung entwi- ekelt werden. Diese sollte auch von ungeschultem Personal ausgeführt werden können. Die Minimierung von manuellen Prozessschritten führt dabei zu einer besseren Standardisierbar- keit und zu einer Vermeidung von Einbußen in der Ergebnisqualität . If this procedure is routinely and inexpensively used in the me ¬ dizinischen diagnostics, for example in the study of tumor cells, which are filtered from a blood sample, must be disgusted devel- a simple and inexpensive solution. This should also be able to be carried out by untrained personnel. The minimization of manual process steps leads to better standardizability and avoidance of losses in the quality of results.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung und ein Verfahren zur Filtration von Flüssigkeiten anzugeben, welche in Standardverfahren mit hoher Qualität eingesetzt werden können und einfach aufgebaut, einfach hand- habbar sowie kostengünstig sind. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung und ein Verfahren zur Filtration von Flüssigkeiten anzugeben, welche gut für eine anschließende mikroskopische Untersuchung geeignet sind. Dabei sollte die Anordnung in Standartgeräten mit Standard- halterungen einsetzbar sein, um z.B. lichtmikroskopische oder fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen serienmäßig einfach und billig an dem Filtrationsrückstand durchführen zu können. Insbesondere ist es eine Aufgabe, den Einsatz in der Gewin¬ nung und Untersuchung von (zirkulierenden) Tumorzellen zu er- möglichen. The object of the present invention is therefore to provide an arrangement and a method for the filtration of liquids, which can be used in standard methods with high quality and are simple in construction, easy to handle as well as inexpensive. In particular, it is an object of the present invention to provide an arrangement and a method for the filtration of liquids, which are well suited for a subsequent microscopic examination. In this case, the arrangement should be able to be used in standard devices with standard holders in order, for example, to be able to carry out light microscopic or fluorescence microscopic examinations simply and cheaply on the filtration residue as standard. In particular, it is an object to enable the use in the Gewin ¬ tion and study of (circulating) tumor cells.
Die angegebene Aufgabe wird bezüglich der Anordnung zur Filt¬ ration einer Flüssigkeit mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bezüglich des Verfahrens zur Filtration einer Flüssigkeit mit der Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und bezüg¬ lich der Verwendung der Anordnung und des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. The stated object is with respect to the arrangement for Filt ¬ ration of a liquid with the features of claim 1, with respect to the method for the filtration of a liquid with the arrangement having the features of claim 11 and bezüg ¬ Lich the use of the arrangement and the method having the features of claim 14.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung und des Verfahrens zur Filtration einer Flüssigkeit sowie de¬ ren Verwendung gehen aus den jeweils zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale des Haupt- anspruchs mit Merkmalen der Unteransprüche und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombiniert werden. Advantageous embodiments of the arrangement according to the invention and of the method for filtration of a liquid, and de ¬ ren use are evident from the associated dependent claims in each case. The features of the main claim may be combined with features of the subclaims and features of the subclaims.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Filtration einer Flüssig¬ keit bzw. Suspension umfasst einen Träger, eine Filter- Membran und einen Stützkörper. Der Stützkörper ist in einer Ausnehmung des Trägers angeordnet und/oder ausgebildet. Die Filter-Membran ist flächig und/oder plan auf dem Stützkörper angeordnet. Plan bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Filter-Membran in einer ebenen Fläche ohne Berg- und Tal- ähnliche Erhöhungen angeordnet ist. The inventive arrangement for filtration of a liquid ¬ ness or suspension comprises a support, a filtering membrane and a support body. The support body is arranged and / or formed in a recess of the carrier. The filter membrane is arranged flat and / or flat on the support body. Plan in this context means that the filter membrane is arranged in a flat surface without any mountain and valley-like elevations.
Der erfindungsgemäße Aufbau der Anordnung ermöglicht es, eine dünne Filter-Membran als Filter auf einem Träger mit Standardform aufzubringen. Der Stützkörper sorgt beim Filtern für eine mechanische Unterstützung der Filter-Membran, wodurch ein Filtern großer Flüssigkeitsmengen in einer angemessenen Zeit möglich wird. Durch das flächige Aufbringen der Filter- Membran ist zum einen gewährleistet, dass viele gemeinsame Stützstellen zwischen der Filter-Membran und dem Stützkörper bestehen. Die Filter-Membran kann so sehr dünn ausgebildet sein, ohne zu reißen beim Filtern großer Flüssigkeitsmengen mit hoher Fließgeschwindigkeit. Filter-Membrane, welche nur sehr dünn ausgebildet hergestellt werden können, sind z.B. durch Teilchenbeschuss aus Folien hergestellte Filter- Membrane mit genau definierten Durchgangsporen bzw. Löchern. Eine gute Stützung mit Hilfe des Stützkörpers durch viele, gleichmäßig verteilte Stützstellen ist wesentlich für den Einsatz solcher Filter-Membrane als Filter. Der Träger kann ein Objektträger insbesondere für die Mikroskopie sein, welcher aus Glas oder aus Plastik, insbesondere Polykarbonat ausgebildet ist. Beide Materialien sind kosten- günstig und leicht verarbeitbar sowie transparent im sichtba¬ ren Bereich von Licht. Der Stützkörper kann strukturiert, insbesondere porös, sein. Die Struktur bestimmt die Zahl an Stützstellen für die Filter-Membran und ermöglicht das Abfließen von gefilterter Flüssigkeit nach Durchfluss durch die Filter-Membran. Der Stützkörper kann aus Plastik, insbesondere Polykarbonat, oder aus einer Keramik ausgebildet sein. Plastik lässt sich leicht strukturieren und kann z.B. in Spritzgusstechnik kostengünstig und einfach strukturiert her¬ gestellt werden. Keramiken sind leicht porös mit definierter Porengröße kostengünstig herstellbar. Die Verwendung eines Objektträgers als Träger für die Filter-Membran ermöglicht eine einfache Handhabung und die Verwendung in Standardgerä¬ ten. Objektträger aus Glas oder Plastik sind sehr stabil, sowohl mechanisch als auch chemisch, was für die Aufbereitung eines Filtrationsrückstands z.B. vor einer mikroskopischenThe inventive structure of the arrangement makes it possible to apply a thin filter membrane as a filter on a carrier with standard shape. The support body provides mechanical support to the filter membrane during filtration, allowing filtering of large quantities of fluid in a timely manner. On account of the extensive application of the filter membrane, it is ensured that many common support points exist between the filter membrane and the support body. The filter membrane can be made so thin without tearing when filtering large amounts of liquid at a high flow rate. Filter membrane, which can be made only very thin formed, are, for example, by particle bombardment of films produced filter membrane with well-defined through-pores or holes. A good support with the help of the support body through many evenly distributed support points is essential for the use of such filter membrane as a filter. The carrier may be a slide especially for microscopy, which is made of glass or plastic, in particular polycarbonate. Both materials are cost-effective and easy to process and transparent in the visible range of light ¬ ren. The support body can be structured, in particular porous. The structure determines the number of support points for the filter membrane and allows the drainage of filtered liquid after flow through the filter membrane. The support body may be formed of plastic, in particular polycarbonate, or of a ceramic. Plastic is easy to organize and can be found for example in injection molding technology inexpensive and simple structured ago ¬. Ceramics are easily porous with defined pore size inexpensive to produce. The use of a slide as a support for the filter membrane allows easy handling and use in Standardgerä ¬ th. Slides of glass or plastic are very stable, both mechanically and chemically, which is for the treatment of a filtration residue, for example, before a microscopic
Untersuchung wichtig ist. Ein transparenter Träger macht den Einsatz speziell in der Lichtmikroskopie, insbesondere im Transmissionsmodus sowie im Auflichtmodus möglich. Der Träger kann eine Dicke im Bereich von 1 bis 1,5 mm aufweisen, und eine Länge im Bereich von 75 bis 76 mm sowie eine Breite im Bereich von 25 bis 26 mm. Die Filter-Membran kann eine Dicke im Bereich von 1 bis 20 ym, bevorzugt im Bereich von 10 ym, und einen Durchmesser im Bereich von 25 mm aufwei- sen. Mit diesen Abmessungen sind die Träger in am häufigsten verwendeten Halterungen von Standardgeräten für Objektträger gut verwendbar. Eine gute Halterung ist gewährleistet ohne Verrutschen bei einer Untersuchung. Filter-Membrane mit den angegebenen Maßen lassen sich leicht herstellen, z.B. durch Teilchenbeschuss , und sind gut in der Lage flach auf einenInvestigation is important. A transparent carrier makes the use especially in light microscopy, in particular in the transmission mode and in the incident mode possible. The support may have a thickness in the range of 1 to 1.5 mm, and a length in the range of 75 to 76 mm and a width in the range of 25 to 26 mm. The filter membrane may have a thickness in the range of 1 to 20 μm, preferably in the range of 10 μm, and a diameter in the range of 25 mm. With these dimensions, the carriers are well-suited for use in most commonly used holders of standard slides. A good support is guaranteed without slipping during an examination. Filter membranes of the indicated dimensions are easy to produce, e.g. by particle bombardment, and are able to flat on one well
Träger angeordnet zu werden. Sie weisen in Verbindung mit dem Stützkörper genügend Stabilität auf, um bei guter Filterwirkung bei hohen Fließgeschwindigkeiten von Fluiden durch die Filter-Membran nicht zu reißen oder in anderer Weise beschädigt zu werden. Carrier to be arranged. They have sufficient stability in conjunction with the support body, in order to achieve good filter action at high flow rates of fluids through the Filter membrane can not be torn or damaged in any other way.
Die Ausnehmung im Träger kann die gleiche Größe aufweisen wie der Stützkörper. Dadurch wird ein guter Halt des Stützkörpers im Träger ermöglicht bzw. der Stützkörper kann integral aus dem Trägermaterial gefertigt sein. Im zweiten Fall ist eine dauerhaft stabile Anordnung gegeben. Der Stützkörper kann kreisrund ausgebildet sein und die Filter-Membran kann eben- falls kreisrund ausgebildet sein. Dies erleichtert den Ein¬ satz in Systemen mit kreisrundem Zulaufrohr und kreisrundem Ablaufrohr für Fluide. Eine runde Ausbildung erleichtert wei¬ terhin die Mikroskopie, weil der gesamte kreisrunde Bereich im Blickfeld des Mikroskops optisch aufgelöst werden kann. Die Verwendung in einer kreisrunden Durchflusskammer wird dadurch ebenfalls unterstützt, wobei diese Ausführung Vorteile bezüglich laminarer Strömungen und guter Reinigungsmöglichkeiten aufweist. Der Träger und der Stützkörper können, wie zuvor beschrieben, integral aus einem Körper ausgebildet sein. Dies erleichtert die Herstellung und erhöht die Stabilität bei der Verwendung. Die Filter-Membran kann in ihrem Randbereich auf dem Träger befestigt sein, wobei die Filter-Membran die Ausnehmung im Träger vollständig bedeckt und insbesondere flach auf dem Stützkörper im Bereich der Ausnehmung aufliegt. Im Randbereich kann die Filter-Membran mit dem Träger verschweißt sein. Durch die vollständig bedeckende Ausbildung der Filter- Membran ist eine vollständige Filterung der Flüssigkeit mög- lieh, ohne dass ungefilterte Flüssigkeit durch Randbereiche der Ausnehmung hindurch tritt. Eine gute Befestigung, welche flüssigkeitsdicht sein kann, ist durch Schweißen der Filter- Membran an den Träger gegeben. Der Stützkörper kann auf einer der Filter-Membran zugewandten Seite ausgebildete Kanäle umfassen, welche in fluidischem Kontakt mit der Filter-Membran ausgebildet sind. Diese Kanäle ermöglichen einen guten Abfluss der filtrierten Flüssigkeit von der Filter-Membran weg und damit einen guten Durchfluss von zu filternder Flüssigkeit durch die Filter-Membran. Der Stützkörper kann insbesondere Kanäle umfassen, welche aus ei¬ nem mittleren Bereich des Stützkörpers in Richtung Träger bzw. in Richtung Randbereich der Filter-Membran, was im Weiteren unter in Richtung Träger mit zu verstehen ist, strahlenförmig verlaufend ausgebildet sind. Dadurch kann die von der Filter-Membran bedeckte Fläche von einer großen Zahl an Kanälen durchzogen sein. Die Zahl an Kanälen in Richtung Trä- ger von einem Mittelpunkt des Stützkörpers aus gesehen kann zunehmend ausgebildet sein, insbesondere mit einer Zunahme der Zahl der Kanäle mit dem Quadrat des Abstands vom Mittel¬ punkt des Stützkörpers aus. Dies ergibt eine hohe und gleich¬ mäßige Flächendichte von Kanälen auf der Oberfläche des The recess in the carrier may be the same size as the support body. As a result, a good hold of the support body in the carrier is made possible or the support body can be made integrally from the carrier material. In the second case, a permanently stable arrangement is given. The support body may be formed circular and the filter membrane may also be formed circular. This facilitates the on ¬ use in systems with a circular inlet pipe and a circular drain pipe for fluids. A round configuration facilitates microscopy wei ¬ terhin because the entire circular area in the field of view of the microscope can be optically resolved. The use in a circular flow chamber is thereby also supported, this embodiment having advantages in terms of laminar flow and good cleaning capabilities. The carrier and the support body may be integrally formed of a body as described above. This facilitates the manufacture and increases the stability in use. The filter membrane may be fastened in its edge region on the carrier, wherein the filter membrane completely covers the recess in the carrier and in particular rests flat on the supporting body in the region of the recess. In the edge region, the filter membrane can be welded to the carrier. As a result of the completely covering formation of the filter membrane, complete filtering of the liquid is possible without unfiltered liquid passing through edge regions of the recess. A good attachment, which may be liquid-tight, is given by welding the filter membrane to the carrier. The support body may comprise channels formed on a side facing the filter membrane, which are formed in fluidic contact with the filter membrane. These channels allow a good drainage of the filtered liquid away from the filter membrane and thus a good flow of liquid to be filtered through the filter membrane. The support body may in particular comprise channels, which are formed radiating out of ei ¬ nem central region of the support body in the direction of the support or in the direction of the edge region of the filter membrane, which is below in the direction of carrier, with. As a result, the area covered by the filter membrane can be traversed by a large number of channels. The number of channels in the direction of the carrier seen from a center of the support body can be increasingly formed, in particular with an increase in the number of channels with the square of the distance from the center ¬ point of the support body. This results in a high and uniform surface density of channels on the surface of the
Stützkörpers, welche von der Filter-Membran bedeckt wird. Support body, which is covered by the filter membrane.
Weiterhin kann der Stützkörper auf Kreisbahnen ausgebildete Kanäle aufweisen, welche die strahlenförmigen Kanäle flui¬ disch miteinander verbinden. Eine Anordnung mit sternenförmig und kreisförmig verlaufenden Kanälen ermöglicht ein gutes Abfließen von gefilterter Flüssigkeit von der Filter-Membran weg. Das Netzwerk aus kreisrunden Kanälen und sternförmig verlaufenden Kanälen ermöglicht eine hohe Flächendichte von Kanälen auf der Oberfläche des Stützkörpers und die Minimie- rung von Stützkörperfläche ohne Kanäle. Furthermore, the support body may have on circular paths formed channels which connect the radial channels flui ¬ disch each other. An arrangement of star-shaped and circular channels allows for good drainage of filtered liquid away from the filter membrane. The network of circular channels and star-shaped channels enables a high surface density of channels on the surface of the support body and the minimization of support surface without channels.
Die Kanäle können mit einer Tiefe und/oder Breite, bzw. Ka¬ nalquerschnittsfläche ausgebildet sein, welche von einem mittleren Bereich des Stützkörpers in Richtung Träger hin zu- nimmt. Dies hat den gleichen Effekt bzw. unterstützt den Ef¬ fekt, welcher durch die zuvor beschriebene Zunahme der Zahl an Kanälen vom mittleren Bereich des Stützkörpers zum Randbereich hin erzielt wird. Insbesondere die Querschnitte der Ka¬ näle bzw. deren Kanalquerschnittsflächen können mit dem Quad- rat des Abstands vom mittleren Bereich aus bzw. von einemThe channels can be formed with a depth and / or width, or Ka ¬ nalquerschnittsfläche which increases from a central region of the support body in the direction of the carrier towards. This has the same effect and supports the Ef fect ¬ which is obtained by the previously described increase in the number of channels from the central region of the support body towards the edge region. In particular, the cross sections of the ducts ¬ Ka or its channel cross-sectional areas can use the quad rat of the distance from the central region of or from a
Mittelpunkt des Stützkörpers bzw. der Stützkörperoberfläche (gegenüberliegend der Oberfläche der Filter-Membran) aus zu¬ nehmen. Dies bedeutet, dass der Querschnitt bzw. die Fläche des Querschnitts proportional dem Quadrat des Abstands r vom Mittelpunkt des Stützkörpers bzw. der Stützkörperoberfläche und insbesondere damit auch der Filter-Membranoberfläche ist. Bevorzugt kann die Zunahme der Kanalquerschnittsflächen auch größer dem Quadrat des Abstands r sein. Eine Weitere Möglich¬ keit der Ausbildung der Kanäle ist eine Ausbildung mit Kanal¬ querschnittsflächen, deren Summe quadratisch mit dem Abstand r der Kanäle vom Mittelpunkt des Stützkörpers und/oder der Membran aus zunimmt. Es sei angemerkt, dass in der Regel der Mittelpunkt der Membranoberfläche bzw. der Membran identisch dem Mittelpunkt der Stützkörperoberfläche bzw. des Stützkör¬ pers ist. Die Zuname der Kanalquerschnitte mit dem Abstand vom Mittelpunkt des Stützkörpers aus, ermöglicht ein ungehin¬ dertes Abfließen von gefiltertem Fluid auch in Richtung Rand- bereich des Filters von seiner Mitte aus gesehen, wobei im Randbereich mehr Flüssigkeit den Filter durchströmt als im mittleren Bereich, auf Grund der größeren Fläche und des aus dem mittleren Bereich her kommenden Fluids. Im Bereich des Umfangs des Stützkörpers können im Stützkörper und/oder im Träger durch die Dicke des Stützkörpers und/oder des Trägers vollständig durchgehende AblaufÖffnungen für Flu¬ ide ausgebildet sein. Diese können jeweils mit einem oder mehreren Kanälen fluidisch verbunden sein. Flüssigkeit, wel- che in den Kanälen gesammelt und transportiert wird, kann über die AblaufÖffnungen von einer Vorderseite zu einer Rückseite des Trägers von der Filter-Membran weg transportiert werden. Ein ungehinderter Flüssigkeitsstrom durch und von der Filter-Membran weg, und damit ein gutes Durchströmen der Fil- ter-Membran und ein Filtern mit hoher Fließgeschwindigkeit werden ermöglicht. Die Anordnung der AblaufÖffnungen im Randbereich des Stützkörpers ermöglichen eine Ausbildung der Ablauföffnungen mit großem bzw. relativ großem Querschnitt, ohne die Stabilität der Filter-Membran und die stützende Wir- kung des Stützkörpers wesentlich einzuschränken. Center of the support body or the support body surface (opposite the surface of the filter membrane) from ¬ take. This means that the cross section or the area the cross-section is proportional to the square of the distance r from the center of the support body or the support body surface and in particular thus also the filter membrane surface. Preferably, the increase of the channel cross-sectional areas can also be greater than the square of the distance r. Another is possible ¬ ness of the formation of the channels forming a channel with ¬ cross-sectional areas, the sum of which increases quadratically with the distance r from the center of the channels of the support body and / or the membrane is made of. It should be noted that in general the center of the membrane surface or membrane is the same as the center of the support body surface or the Stützkör ¬ pers. The full name of the channel cross-sections with the distance from the center of the supporting body from, allows ungehin ¬ engineered outflow of filtered fluid in the direction of the edge region of the filter seen from its center, wherein in the edge region more liquid flows through the filter than in the central area on Reason for the larger area and the coming from the central area forth fluid. In the region of the circumference of the supporting body completely through drain openings for Flu ¬ ide may be formed in the support body and / or in the carrier by the thickness of the support body and / or the carrier. These may each be fluidly connected to one or more channels. Liquid which is collected and transported in the channels can be transported away from the filter membrane via the discharge openings from a front side to a rear side of the carrier. An unobstructed flow of liquid through and away from the filter membrane, allowing for good flow through the filter membrane and high flow rate filtering, is made possible. The arrangement of the drainage openings in the edge region of the support body make it possible to form the drainage openings with a large or relatively large cross section, without substantially restricting the stability of the filter membrane and the supporting effect of the support body.
Die Filter-Membran und der Stützkörper können eine ebene, gemeinsame Fläche mit Kontaktbereichen bzw. direkten mechani- sehen Kontaktpunkten aufweisen, im Weiteren Kontaktfläche genannt. Dabei kann insbesondere die Filter-Membran einen maxi¬ malen Abstand von der ebenen Kontaktfläche von weniger als 100 ym aufweisen. Die ebene Fläche ermöglicht die Anordnung des Filtrationsrückstands in einer flachen Ebene, wobei z.B. bei einer Mikroskopie ein gutes Abbilden durch gute Fokussie- rung auf die gefilterten Objekte in der Ebene ermöglicht wird. Der Stützkörper kann im Bereich des Kontaktes zwischen der Filter-Membran und dem Stützkörper in Form von Stegen, insbesondere Stegen mit dreieckigem Querschnitt (Schnitt ent¬ lang der Höhe der Stege) , mit einer Breite an den Kontakt¬ punkten mit der Filter-Membran von kleiner oder gleich 100 ym ausgebildet sein. Alternativ können die Stege auch in Form von Säulen ausgebildet sein (rechteckiger Querschnitt entlang der Höhe bzw. Längsrichtung der Ausdehnung der Säulen) . Die Ausbildung der Stützstellen mit einer geringen Breite ermöglicht einen guten Ablauf der Flüssigkeit durch die Filter- Membran und eine gleichmäßigere Verteilung des Rückstands auf dem Filter. Eine Minimierung der Fläche mit direktem mechani- sehen Kontakt zwischen Filter-Membran und Stützkörper kann bei guter stützender Wirkung des Stützkörpers erreicht wer¬ den, wobei ein Optimum zwischen stützender Wirkung und minimalen direktem Kontakt, d.h. gutem Durch- und Abfluss von Flüssigkeit durch und von der Filter-Membran weg, entsteht. The filter membrane and the support body can form a flat, common area with contact areas or direct mechanical have contact points, hereinafter called contact surface. It can in particular have a paint maxi ¬ distance from the flat contact surface of less than 100 ym, the filter membrane. The flat surface makes it possible to arrange the filtration residue in a flat plane, whereby, for example, in microscopy, good imaging is made possible by good focusing on the filtered objects in the plane. The support body may be in the area of contact between the filter membrane and the support body in the form of webs, especially webs of a triangular cross-section (section ent ¬ long the height of the ridges) having a width at the contact ¬ points with the filter membrane of be formed less than or equal to 100 ym. Alternatively, the webs may also be in the form of columns (rectangular cross section along the height or longitudinal direction of the extension of the columns). The formation of the support points with a small width allows a good drainage of the liquid through the filter membrane and a more even distribution of the residue on the filter. Minimizing the area with direct mechanical contact between filter membrane and support body can be achieved with good supportive effect of the support ¬ who, with an optimum between supporting effect and minimal direct contact, ie good flow and outflow of liquid through and the filter membrane away, arises.
Die Filter-Membran kann eine Track Etched Filter-Membran sein, welche aus einer Polykarbonatfolie aufgebaut ist und Löcher mit einem Durchmesser von Mikrometern, insbesondere 8 ym umfasst und eine Löcherdichte von 1% bis 80% (als Verhält- nis von gelochter Fläche zur Gesamtfläche) , insbesondere eine Löcherdichte von 105 Löchern pro QuadratZentimeter aufweist. Etched Filter-Membrane sind mit genau definiertem Lochdurch¬ messer mit überschaubarem Auffand herstellbar und weisen eine gute mechanische Stabilität bei geringer Dicke auf. The filter membrane may be a track etched filter membrane constructed of a polycarbonate film comprising holes of micrometer diameter, in particular 8 μm, and a hole density of 1% to 80% (as a ratio of perforated area to total area ), in particular a hole density of 10 5 holes per square centimeter. Etched filter membrane can be produced with a well-defined Lochdurch ¬ diameter with manageable Auffand and have a good mechanical stability at low thickness.
Die Anordnung kann bis Temperaturen von 90 °C thermisch stabil sein. Dies ermöglicht die chemische und biochemische Aufbe- reitung bestimmter Filtrationsrückstände vor der mikroskopi¬ schen Untersuchung. The arrangement can be thermally stable up to temperatures of 90 ° C. This enables chemical and biochemical processing reitung certain filtration residues before mikroskopi ¬ rule examination.
Bei einem Verfahren zum Filtrieren von Flüssigkeiten mit der zuvor beschriebenen Anordnung kann als Flüssigkeit Blut verwenden werden, insbesondere mit Lysepuffer zur Lyse roter Blutkörperchen gemischtes Blut, wobei aus dem Fluid Zellen filtriert werden. Als Zellen können im Blut befindliche In a method of filtering liquids with the above-described arrangement, blood may be used as the liquid, in particular blood mixed with lysis buffer for lysis of red blood cells, wherein cells are filtered out of the fluid. As cells can be in the blood
Krebs- bzw. Tumorzellen filtriert werden, insbesondere Leuko- zyten als Filterrückstand, wobei keine oder nur wenig gesunde Zellen als Filtrationsrückstand von der Filter-Membran aus dem Fluid zurückgehalten werden. Gerade eine Ausbildung der Filter-Membran als Track Etched Filter-Membran mit 8 ym Lochgröße ermöglicht ein Trennen von Tumorzellen aus dem Fluid, ohne oder fast ohne gesunde Zellen aus dem Filtrat zurück zu halten. Die besonders gleichmäßige Ausbildung von Kanälen bzw. das Kanalnetzwerk in dem Stützkörper unter der Filter- Membran ermöglichen einen guten, gleichmäßigen Durchfluss von gefilterter Flüssigkeit, insbesondere gleichmäßig über die gesamte Filter-Membranfläche. Dies ermöglicht wiederum eine sehr gleichmäßige Verteilung des Filtrationsrückstands auf der Filter-Membranfläche, d.h. z.B. Tumorzellen, so dass eine anschließende mikroskopische Untersuchung und gute optische Auflösung z.B. einzelner Zellen ermöglicht wird. Cancer or tumor cells are filtered, in particular leucocytes as a filter residue, with no or only little healthy cells are retained as filtration residue from the filter membrane from the fluid. Especially a design of the filter membrane as a track etched filter membrane with 8 ym hole size allows a separation of tumor cells from the fluid, without or almost without healthy cells from the filtrate back. The particularly uniform formation of channels or the channel network in the support body under the filter membrane allow a good, uniform flow of filtered liquid, in particular uniformly over the entire filter membrane surface. This in turn allows a very even distribution of the filtration residue on the filter membrane surface, i. e.g. Tumor cells so that subsequent microscopic examination and good optical resolution e.g. single cells is enabled.
Zum besseren Nachweis kann der Filtrationsrückstand nach Ab- schluss der Filtration eingefärbt werden. Dies erleichtert insbesondere bei mikroskopischen Untersuchungen den Nachweis von z.B. Tumorzellen. Eine Temperaturstabilität bis 90°C und eine gute chemische Beständigkeit der Filter-Membran, desFor better detection, the filtration residue can be colored after completion of the filtration. This facilitates the detection of, for example, microscopic examinations of e.g. Tumor cells. A temperature stability up to 90 ° C and a good chemical resistance of the filter membrane, the
Stützkörpers und/oder des Trägers ermöglichen die Vorberei¬ tung des Filtrationsrückstands auf eine Untersuchung wie z.B. den Aufschluss von Zellen und die Vervielfältigung sowie Markierung von DNA oder Proteinen. Die Verwendung von Lysepuffer ermöglicht ein Auflösen von Zellwänden und eine PCR kann zur Vervielfältigung von z.B. DNA dienen. Eine Markierung kann z.B. über komplementäre DNA-Fragmente mit angekoppeltem Farb¬ stoff, z.B. Methylenblau erfolgen. Alternativ können durch Lyse rote Blutkörperchen aufgelöst werden und so die Zahl an zu filternden Zellen reduziert werden. Leukozyten werden durch die Lyse nicht aufgelöst und Tumorzellen, welche ver¬ größerte Zellen mit bis zu 20 fachen Durchmesser des Durch- messers der normalen Leukozyten darstellen, können als Filterrückstand von den gesunden Leukozyten (Filtrat, welches durch die Filter-Membran tritt) getrennt werden. Vorberei¬ tungsschritte zur Vorbereitung einer optischen Untersuchung der Tumorzellen können sehr aufwendige chemische und thermi- sehe Schritte umfassen. Support body and / or the carrier allow the Vorberei ¬ tion of the filtration residue on an investigation such as the disruption of cells and the amplification and labeling of DNA or proteins. The use of lysis buffer allows the dissolution of cell walls and a PCR can be used for the duplication of eg DNA. A marker can, for example via complementary DNA fragments with a coupled color ¬ cloth, place, for example methylene blue. Alternatively, by Lysis red blood cells are dissolved, thus reducing the number of cells to be filtered. Leukocytes are not dissolved by lysis and tumor cells, which represent ver ¬ größerte cells with up to 20 times the diameter of the diameter of the normal leukocytes can be separated as a filter cake from the healthy leukocytes (filtrate, which passes through the filter membrane) , Prepara ¬ preparation steps to prepare an optical examination of the tumor cells may include very expensive chemical and thermal see steps.
Die Anordnung und/oder das Verfahren können zum Filtrieren und zur mikroskopischen Untersuchung des Filtrationsrückstands, insbesondere zur lichtmikroskopischen oder fluores- zenzmikroskopischen Untersuchung verwendet werden, wobei die extrem flache Ausbildung der Filter-Membran ein gutes und einfaches Fokussieren auf den Filtrationsrückstand und eine gute, optisch scharfe Abbildung des Filtrationsrückstands er¬ möglicht. Durch eine geringe Steggröße des Stützkörpers und der damit verbundenen großen zur Verfügung stehenden Fläche der Kanäle in fluidischem Kontakt mit der Filter-Membran, kann ein gleichmäßiger Fluss eines Fluids durch die Filter- Membran erreicht werden und ein gleichmäßig verteilter Filt¬ rationsrückstand gewonnen und untersucht werden, welcher we- nig oder nicht von unerwünschten Partikeln abgedeckt ist. Gerade bei mikroskopischen Untersuchungen in Transmission oder Auflicht ist dies von Vorteil. The arrangement and / or the method can be used for filtering and microscopic examination of the filtration residue, in particular for light microscopic or fluorescence microscopic examination, wherein the extremely flat design of the filter membrane a good and easy focusing on the filtration residue and a good, optical sharp image of the filtration residue he ¬ allows. By a small web size of the support body and the associated large available area of the channels in fluidic contact with the filter membrane, a uniform flow of a fluid through the filter membrane can be achieved and a uniformly distributed Filt ¬ rationsrückstand won and examined which is little or not covered by unwanted particles. Especially with microscopic examinations in transmission or reflected light, this is an advantage.
Die mit dem Verfahren zum Filtrieren von Fluiden mit der be- schriebenen Anordnung und deren Verwendung verbundenen Vorteile sind analog den Vorteilen, welche zuvor im Bezug auf die Anordnung beschrieben wurden. The advantages associated with the method of filtering fluids having the described arrangement and their use are analogous to the advantages previously described with respect to the arrangement.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es wird in den Figuren dargestellt: Preferred embodiments of the invention with advantageous developments according to the features of the dependent claims are explained in more detail with reference to the figures, but without being limited thereto. It is shown in the figures:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä¬ ße Anordnung in Aufsicht mit einem Träger, einem Stützkörper und einer darauf aufliegenden Filter- Membran, Fig. 1 is a schematic representation of an inventive arrangement in plan ¬ SSE comprising a support having a support body and a resting thereon filter membrane,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch die in Fig. 2 is a schematic sectional view through the in
Fig. 1 dargestellte Anordnung,  1 arrangement shown,
Fig. 3 eine detaillierte schematische Ansicht des Stütz¬ körpers mit Kanälen und AblaufÖffnungen, und 3 is a detailed schematic view of the support ¬ body with channels and drain holes, and
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch den in Fig. 4 is a schematic sectional view through the in
Fig. 3 dargestellten Stützkörper.  Fig. 3 illustrated supporting body.
Die in der Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung umfasst einen Träger 1 und einen Stützkörper 3, welcher in einer Ausnehmung des Trägers 1 angeordnet ist. Der Träger 1 ist in Form eines Objektträgers für die Lichtmikroskopie flach aus¬ gebildet. In einem Bereich beabstandet zum Stützkörper 3 kann eine Fläche als Grifffläche 4 ausgebildet sein, indem die Oberfläche in diesem Bereich z.B. aufgeraut ist. Objektträger weisen in der Regel eine Länge L im Bereich von 76 mm und eine Breite B im Bereich von 26 mm auf. Alternativ können Objektträger auch eine Länge im Bereich von 75 mm und eine Breite im Bereich von 25 mm aufweisen. In Fig. 2 ist ein Schnitt längst der Länge L des Trägers 1 dargestellt, wobei der Träger 1 eine Dicke Dx aufweist. In der Regel weisen Ob¬ jektträger eine Dicke Dx im Bereich von 1 bis 1,5 mm auf. The inventive arrangement shown in FIG. 1 comprises a carrier 1 and a support body 3, which is arranged in a recess of the carrier 1. The carrier 1 is flat in the form of a slide for light microscopy ¬ formed. In a region spaced from the support body 3, a surface may be formed as a gripping surface 4 by the surface in this area, for example, roughened. Slides typically have a length L in the range of 76 mm and a width B in the range of 26 mm. Alternatively, slides may also have a length in the range of 75 mm and a width in the range of 25 mm. In Fig. 2, a section has long been the length L of the carrier 1, wherein the carrier 1 has a thickness D x . As a rule, whether executing agency ¬ a thickness D x in the range of 1 to 1.5 mm.
Standardmäßig verwendete Objektträger mit anderen Größen sind ebenfalls im Gebrauch. Standard slides of other sizes are also in use.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist auf einer Vordersei¬ te 6 des Trägers 1 und des Stützkörpers 3 eine kreisrunde, folienförmige Filter-Membran 2 flach angeordnet. Die kreisrunde Filter-Membran 2 weist z.B. einen Durchmesser der 1 and 2 as shown in Figs., A circular sheet-shaped filter membrane 2 is placed flat on a front side For ¬ te 6 of the support 1 and the support body 3. The circular filter membrane 2 has, for example, a diameter of
Kreisform 0M im Bereich von 25 mm auf und eine Dicke DM im Bereich von 10 ym. Die Filter-Membran 2 ist im Randbereich 5 mechanisch mit dem Träger verbunden, z.B. durch Verschweißen oder Kleben. Unterhalb der Filter-Membran 2 ist der kreisrunde Stützkörper 3 angeordnet. Der Stützkörper weist z.B. einen kreisrunden Durchmesser 0S im Bereich von 23 mm und eine Dicke Dx auf, welche der Dicke des Trägers entspricht. Die Fil¬ ter-Membran 2 liegt flach auf dem Stützkörper 3 auf, wobei Abweichungen von einer ebenen Kontaktfläche zwischen Stützkörper 3 und Filter-Membran 2 z.B. maximal 100 ym betragen können. Der Stützkörper 2 und der Träger 1 können aus einem integralen Körper geformt sein, oder der kreisrunde Stützkörper 3 kann in einer vollständig durch die Dicke Dx des Trä¬ gers durchgehenden kreisrunden Ausnehmung angeordnet sein, insbesondere mechanisch stabil mit dem Träger 2 verbunden. Es sind neben kreisrunden Formen des Stützkörpers 3 und der Aus¬ nehmung auch andere Formen, z.B. rechteckige oder dreieckige möglich. Ein formschlüssiger Kontakt zwischen Stützkörper 3 und Ausnehmung des Trägers 1 ist dabei von Vorteil. Wie in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, sind in der Oberflä¬ che des Stützkörpers 3 auf einer Vorderseite 6 Kanäle 8, 10 ausgebildet. Der Einfachheit halber sind in der Fig. 1 die Kanäle 8, 10 nur angedeutet und nicht vollständig eingezeich¬ net. In der Fig. 3 ist ein mögliches Muster von Kanälen 8, 10 im Stützkörper 3 im Detail schematisch dargestellt, wenn auch der Übersichtlichkeit halber nur mit einer geringen Zahl an Kanälen 8, 10. Die Kanäle 8 sind sternförmig vom Mittelpunkt 11 der Kreisform der Filter-Membran 2 bzw. des Stützkörpers 3 in Richtung Randbereich 5 verlaufend, in der Oberfläche des Stützkörpers 3 ausgebildet. Um in Richtung Randbereich 5 die Kanaldichte der Kanäle 8 auf der Oberfläche im Wesentlichen konstant zu halten, nimmt die Zahl der Kanäle 8 in Richtung Rand 5 vom Mittelpunkt 11 aus zu. Bei einer Zunahme des Quer¬ schnitts der Kanäle 8 mit dem Abstand r vom Mittelpunkt 11 aus, stellt der maximale Abstand r weniger als die Hälfte des Durchmessers 0S dar. Durch die Zunahme der Zahl und/oder des Querschnitts der Kanäle 8 wird ein gleichmäßiger Fluss eines zu filtrierenden Fluids durch die Filter-Membran 2 ermög- licht. Alternativ oder zusammen mit der Zunahme der Zahl der Kanäle 8 in Richtung Rand 5 können die Kanal-Querschnitte bzw. -Tiefen in der Trägeroberfläche in Richtung Rand 5 bevorzugt quadratisch mit dem Abstand r vom Mittelpunkt 11 aus zunehmen, oder die Summe aller auf einem Kreisumfang eines Kreises mit Kreismittelpunkt 11 und Kreisradius r (Abstand r zwischen Mittelpunkt 11 und Kreisumfang) liegenden Querschnittsflächen von Kanälen 8, kann mit dem Quadrat des Ab- stands r zunehmen. Circle shape 0M in the range of 25 mm and a thickness D M in Range of 10 ym. The filter membrane 2 is mechanically connected in the edge region 5 with the carrier, for example by welding or gluing. Below the filter membrane 2 of the circular support body 3 is arranged. The support body has, for example, a circular diameter 0S in the range of 23 mm and a thickness D x , which corresponds to the thickness of the carrier. The Fil ¬ ter membrane 2 lies flat on the support body 3, wherein deviations from a flat contact surface between the support body 3 and filter membrane 2, for example, can amount to a maximum of 100 ym. The support body 2 and the carrier 1 can be formed from an integral body, or the circular support body 3 can be arranged in a completely through the thickness D x Trä ¬ gers continuous circular recess, in particular mechanically stably connected to the carrier 2. There are next circular shapes of the support body 3 and the off ¬ ception other shapes, such as rectangular or triangular possible. A positive contact between the support body 3 and recess of the carrier 1 is advantageous. As can be seen in FIGS. 1 and 2, 6 channels 8, 10 are formed in the Oberflä ¬ surface of the support body 3 on a front side. For simplicity, the channels 8, 10 are only indicated in FIG. 1 and not completely drawn ¬ net. In Fig. 3, a possible pattern of channels 8, 10 in the support body 3 is shown in detail schematically, although for the sake of clarity only with a small number of channels 8, 10. The channels 8 are star-shaped from the center 11 of the circular shape of the filter Membrane 2 and the support body 3 extending in the direction of the edge region 5, formed in the surface of the support body 3. In order to keep the channel density of the channels 8 on the surface substantially constant in the direction of the edge region 5, the number of channels 8 in the direction of the edge 5 increases from the center 11. With an increase of the cross ¬ section of the channels 8 with the distance r from the center point 11 represents the maximum distance r less than half of the diameter 0S. Due to the increase in the number and / or the cross-section of the channels 8, a uniform river a fluid to be filtered through the filter membrane 2 made possible light. Alternatively or together with the increase in the number of channels 8 in the direction of the edge 5, the channel cross-sections or depths in the carrier surface in the direction of the edge 5 can preferably increase quadratically with the distance r from the center 11, or the sum of all on a circumference of a circle with center point 11 and circle radius r (distance r between center point 11 and circumference) lying cross-sectional areas of channels 8, can increase with the square of the distance r.
Nahe dem Randbereich 5 der Filter-Membran 2 sind im Stützkörper 3 oder im Träger 1, oder im Kontaktbereich zwischen Near the edge region 5 of the filter membrane 2 are in the support body 3 or in the carrier 1, or in the contact area between
Stützkörper 3 und Träger 1, vollständig durch die Dicke Dx des Trägers 1 bzw. Stützkörpers 3 durchgehende Ablauföffnun- gen 9 angeordnet. Die Kanäle 8 enden in den AblaufÖffnungen 9. Fluid, welches durch die Filter-Membran 2 fließt, kann über die Kanäle 8 und die AblaufÖffnungen 9 von der Vorderseite des Trägers 6 kommend, auf die Rückseite 7 des Trägers 1 gelangen und von dort abtransportiert werden. Ein gutes, gleichmäßiges Durchströmen der Filter-Membran 2 sowie eine gute Filterung des Fluids werden ermöglicht. Insbesondere wird ein über die gesamt Filter-Membranfläche gleichmäßiger Druckabfall erreicht. Die Kanäle 8 sind durch kreisförmig ausgebildete Kanäle 10 miteinander verbunden. Die kreisförmigen Kanäle 10 führen zu einer verbesserten, insbesondere gleichmäßigeren Fluidströ- mung unterhalb der Filter-Membran 2. Analog den Kanälen 8 können Querschnitte und/oder Zahl der Kanäle 10 mit zunehmen- dem Abstand r vom Mittelpunkt 11 aus zunehmen, insbesondere mit dem Quadrat des Abstands r. Analog den Kanälen 8 kann auch die Summe der Querschnitte der Kanäle 10 und/oder der Kanäle 8 mit zunehmendem Abstand r vom Mittelpunkt 11 aus zu¬ nehmen, insbesondere mit dem Quadrat des Abstands r. Support body 3 and support 1, completely through the thickness D x of the support 1 and supporting body 3 through Ablauföffnun- gene 9 arranged. The channels 8 terminate in the drain openings 9. Fluid which flows through the filter membrane 2 can, via the channels 8 and the drain openings 9 coming from the front side of the carrier 6, reach the rear 7 of the carrier 1 and be transported away therefrom , A good, uniform flow through the filter membrane 2 and a good filtration of the fluid are possible. In particular, a uniform pressure drop over the entire filter membrane area is achieved. The channels 8 are connected by circular channels 10 formed. The circular channels 10 lead to an improved, in particular more uniform fluid flow below the filter membrane 2. Like the channels 8, cross sections and / or number of the channels 10 can increase with increasing distance r from the center 11, in particular with the square of the distance r. The sum of the cross sections of the channels 10 and / or the channels 8 with increasing distance r from the center 11 of can take ¬ analogous to the channels 8, in particular the square of the distance r.
Um eine flächenmäßig gleichmäßige Strömung und einen guten Ablauf des Fluids durch die Filter-Membran 2 über den Stützkörper 3 hinweg in Richtung Rückseite 7 des Trägers 1 zu er- möglichen, ist eine Minimierung des direkten Kontakts zwischen Filter-Membran 2 und Stützkörper 3 von Vorteil. Eine gleichmäßige Verteilung des Filtrats auf der Filter-Membranoberfläche kann so erreicht werden. Ein minimaler mechani- scher Kontakt flächenmäßig, zwischen Filter-Membran 2 undIn order to achieve an area-uniform flow and a good drainage of the fluid through the filter membrane 2 over the support body 3 in the direction of the rear side 7 of the support 1. possible, a minimization of the direct contact between the filter membrane 2 and support body 3 is advantageous. A uniform distribution of the filtrate on the filter membrane surface can be achieved. A minimal mechanical contact in terms of area, between filter membrane 2 and
Stützkörper 3 wird z.B. erhalten, wenn die Kanäle 8, 10 in so hoher Zahl und Dichte ausgebildet sind, dass zwischen den Ka¬ nälen 8 und/oder 10 nur noch Stege 11, wie in Fig. 4 gezeigt, auf der Oberfläche des Stützkörpers 3 ausgebildet sind. In Fig. 4 ist ein Schnitt durch den in Fig. 3 dargestelltenSupporting body 3 is obtained, for example, if the channels are 8, 10 formed in such a high number and density that shown between Ka ¬ nälen 8 and / or 10, only the webs 11 as shown in Fig. 4, on the surface of the support body 3 are formed. In Fig. 4 is a section through that shown in Fig. 3
Stützkörper 3 entlang einer Schnittlinie IV - IV gezeigt, wobei aus Gründen der besseren Darstellung nur eine geringe Zahl an Kanälen 10 und Stegen 13 dargestellt ist. Eine hohe Zahl und Dichte, und insbesondere eine wie in Fig. 4 darge- stellte Dreiecksform der Stege 13, ermöglichen einen minimalen direkten mechanischen Kontakt zwischen Filter-Membran 2 und Stützkörper 3 bei hoher mechanischer Stabilität der Anordnung. Ein besonders gleichmäßiger Fluidstrom über die gesamte Fläche der Filter-Membran 2, mit Ausnahme des Randbe- reichs 5, wird so ermöglicht. Support body 3 along a section line IV - IV shown, for reasons of better representation, only a small number of channels 10 and webs 13 is shown. A high number and density, and in particular a triangular shape of the webs 13 as shown in FIG. 4, allow minimal direct mechanical contact between the filter membrane 2 and the support body 3 with high mechanical stability of the arrangement. A particularly uniform fluid flow over the entire surface of the filter membrane 2, with the exception of the edge region 5, is made possible in this way.
Eine besonders einfache und billige Herstellung der Anordnung ist gegeben, bei Verwendung von Polykarbonaten für die Herstellung des Trägers 1 und des Stützkörpers 3. Insbesondere wenn Stützkörper 3 und Träger 1 aus einem integralen Körper hergestellt sind, können Kanäle 8, 10 in die Oberfläche des Stützkörpers gefräst werden. Alternativ können die Kanäle 8, 10 z.B. durch Formguss oder Laserbearbeitung ausgebildet werden. Die AblaufÖffnungen 9 können z.B. durch Bohren, Fräsen, Laserbearbeitung oder Formguss hergestellt werden. Die Filter-Membran 2 kann aus einer Folie durch Teilchenbeschuss hergestellt sein, insbesondere als eine Track Etched Filter- Membrane aus einer Polykarbonatfolie . Im Randbereich 5 kann die Filter-Membran 2 mechanisch an den Träger 1 z.B. durch Kleben oder Schweißen befestigt sein. A particularly simple and inexpensive manufacture of the arrangement is given when using polycarbonates for the preparation of the carrier 1 and the support body 3. In particular, when support body 3 and support 1 are made of an integral body, channels 8, 10 in the surface of the support body be milled. Alternatively, the channels 8, 10 may be e.g. be formed by molding or laser machining. The drainage openings 9 may e.g. by drilling, milling, laser machining or molding. The filter membrane 2 can be made of a film by particle bombardment, in particular as a track etched filter membrane made of a polycarbonate film. In the edge region 5, the filter membrane 2 can be mechanically attached to the support 1, e.g. be attached by gluing or welding.
Alternativ kann bei Verwendung von Keramik als Material für den Stützkörper 3, eine poröse Schicht auf der Oberfläche des Stützkörpers 3 ausgebildet werden, welche analog Kanälen 8, 10 einen gleichmäßigen Abfluss eines Fluids erlaubt. Bei Aus¬ bildung des Stützkörpers 3 vollständig aus einem porösen Ma¬ terial können die AblaufÖffnungen 9 und Kanäle 8, 10 durch die Porosität gegeben sein. Alternatively, when using ceramic as a material for the support body 3, a porous layer on the surface of the Support body 3 are formed, which analog channels 8, 10 allows a uniform outflow of a fluid. At Off ¬ formation of the support body 3 is completely made of a porous Ma ¬ TERIAL the drain holes can be given by the porosity 9 and channels 8, 10th
Die Verwendung von Track Etched Filter-Membranen, welche aus einer Polykarbonatfolie mit definiertem Löcherdurchmesser ausgebildet sind, ermöglicht die Verwendung der erfindungsge- mäßen Anordnung zum Filtrieren von z.B. Tumorzellen aus Blut. So können bei einem Löcherdurchmesser von z.B. 8 ym gesunde Zellen im Blut (z.B. weiße und rote Blutzellen) die Filter- Membran 2 im Wesentlichen passieren, während Tumorzellen, die zu groß und unelastisch sind, von der Filter-Membran 2 zu- rückgehalten werden. Die Tumorzellen werden so aus dem Blut gefiltert und in der Filter-Membran zurückgehalten (Filtrationsrückstand) . Die über die Fläche der Filter-Membran 2 gleichmäßige Fluidströmung ermöglicht ein Filtern der Tumorzellen in einer Form, bei welcher diese nach Filterung im We- sentlichen gleichmäßig verteilt auf der Filter-Membran 2 vorliegen. Eine optische Untersuchung der Tumorzellen wird so erleichtert. Alternativ zu Blut können auch andere Flüssig¬ keiten und Gase oder in Flüssigkeiten befindliche Feststoffe gefiltert werden. The use of track-etched filter membranes, which are formed from a polycarbonate film with a defined hole diameter, makes it possible to use the arrangement according to the invention for filtering eg tumor cells from blood. Thus, with a hole diameter of, for example, 8 μm, healthy cells in the blood (eg white and red blood cells) essentially pass through the filter membrane 2, while tumor cells that are too large and inelastic are retained by the filter membrane 2. The tumor cells are thus filtered out of the blood and retained in the filter membrane (filtration residue). The uniform fluid flow over the area of the filter membrane 2 makes it possible to filter the tumor cells in a mold in which they are substantially uniformly distributed on the filter membrane 2 after filtering. An optical examination of the tumor cells is thus facilitated. As an alternative to blood and other liquid ¬ speeds and gases or solids contained in liquids can be filtered.
Eine Verwendung von temperaturstabilen Materialien für die erfindungsgemäße Anordnung, zumindest im Bereich von bis zu 90°C, ermöglicht einen Lyse-Aufschluss von Zellen und eine Vervielfältigung und Markierung von z.B. DNA der Zellen auf der Filter-Membran 2. Alternativ können die Zellen selbst z.B. durch einen Farbstoff spezifisch eingefärbt werden. Eine optische, insbesondere lichtmikroskopische oder fluoreszenz¬ mikroskopische Untersuchung des Filtrationsrückstands wird so erleichtert. Die flache, plane Ausbildung der Filter-Membran 2 in einer flachen, planen Ebene ermöglicht eine gute Fokus- sierung und Abbildung des Filtrationsrückstands. A use of temperature-stable materials for the inventive arrangement, at least in the range of up to 90 ° C, allows lysis of cells and a duplication and labeling of eg DNA of the cells on the filter membrane 2. Alternatively, the cells themselves, for example specifically colored by a dye. An optical, especially optical microscope or fluorescence ¬ microscopic examination of the filtration residue is thus facilitated. The flat, planar design of the filter membrane 2 in a flat, plane plane allows good focussing and imaging of the filtration residue.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung zur Filtration einer Flüssigkeit, umfassend einen Träger (1), eine Filter-Membran (2) und einen Stützkörper (3) , wobei der Stützkörper (3) in einer Ausnehmung des Trägers (1) angeordnet und/oder ausgebildet ist, 1. Arrangement for the filtration of a liquid, comprising a carrier (1), a filter membrane (2) and a support body (3), wherein the support body (3) is arranged and / or formed in a recess of the carrier (1)
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Filter-Membran (2) im Wesentlichen flächig und/oder plan auf dem Stützkörper (3) angeordnet ist. the filter membrane (2) is arranged substantially flat and / or plane on the support body (3).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) ein Objektträger für die Mikroskopie ist, welcher aus Glas oder aus Plastik, insbesondere Polykarbonat ausgebildet ist, und/oder dass der Stützkörper (3) struktu- riert, und/oder porös, aus Plastik, insbesondere Polykarbo¬ nat, oder aus einer Keramik ausgebildet ist. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the carrier (1) is a slide for microscopy, which is made of glass or plastic, in particular polycarbonate, and / or that the supporting body (3) structured, and / or porous, made of plastic, in particular Polykarbo ¬ nat, or is formed from a ceramic.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) eine Dicke Dx im Bereich von 1 bis 1,5 mm auf- weist, und eine Länge L im Bereich von 75 bis 76 mm sowie eine Breite B im Bereich von 25 bis 26 mm aufweist, und dass die Filter-Membran (2) eine Dicke DM im Bereich von 1 bis 20 ym, bevorzugt im Bereich von 10 ym, und einen Durchmesser 0M im Bereich von 25 mm aufweist. 3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the carrier (1) has a thickness D x in the range of 1 to 1.5 mm, and a length L in the range of 75 to 76 mm and a width B in the range from 25 to 26 mm, and that the filter membrane (2) has a thickness D M in the range of 1 to 20 ym, preferably in the range of 10 ym, and a diameter 0 M in the range of 25 mm.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung im Träger (1) die gleiche Größe aufweist wie der Stützkörper (3) und/oder kreisrund ausgebildet ist und/oder dass die Filter-Membran (2) kreis- rund ausgebildet ist. 4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the recess in the carrier (1) has the same size as the support body (3) and / or is circular and / or that the filter membrane (2) is circular is trained.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) und der Stützkörper (3) integral aus einem Körper ausgebildet sind und/oder die Fil- ter-Membran (2) in ihrem Randbereich (5) auf dem Träger (1) befestigt ist, wobei die Filter-Membran (2) die Ausnehmung im Träger (1) vollständig bedeckt und insbesondere flach auf dem Stützkörper (3) im Bereich der Ausnehmung aufliegt und/oder im Randbereich (5) mit dem Träger (1) verschweißt ist. 5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (1) and the support body (3) are integrally formed from a body and / or the filter ter ter membrane (2) in its edge region (5) on the Carrier (1) is fixed, wherein the filter membrane (2), the recess in the carrier (1) completely covered and in particular flat on the Support body (3) rests in the region of the recess and / or in the edge region (5) with the carrier (1) is welded.
6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (3) auf einer der Fil¬ ter-Membran (2) zugewandten Seite (6) ausgebildete Kanäle (8, 10) umfasst, welche in fluidischem Kontakt mit der Filter- Membran (2) ausgebildet sind, insbesondere Kanäle (8), welche aus einem mittleren Bereich des Stützkörpers (3) in Richtung Träger (1) verlaufend ausgebildet sind und/oder mit einer zu¬ nehmenden Zahl an Kanälen (8) in Richtung Träger (1) von einem Mittelpunkt des Stützkörpers (11) aus, und/oder mit auf Kreisbahnen ausgebildeten Kanälen (10), welche die Kanäle (8) miteinander fluidisch verbinden. 6. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the supporting body (3) on one of the Fil ¬ ter membrane (2) facing side (6) formed channels (8, 10), which in fluidic contact with the filter - Membrane (2) are formed, in particular channels (8), which are formed extending from a central region of the support body (3) in the direction of the carrier (1) and / or with an increasing number of ¬ channels (8) towards the carrier (1) from a center of the support body (11), and / or formed with circular paths channels (10), which connect the channels (8) with each other fluidly.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (8, 10) mit einer Tiefe und/oder Breite ausgebil¬ det sind, welche von einem mittleren Bereich des Stützkörpers7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the channels (8, 10) are ausgebil ¬ det with a depth and / or width, which of a central region of the support body
(11) in Richtung Träger (1) hin zunimmt, insbesondere der Querschnitt der Kanäle (8, 10) mit dem Quadrat des Abstands r und/oder mehr vom mittleren Bereich (11) aus zunimmt, (11) increases in the direction of the support (1), in particular the cross-section of the channels (8, 10) increases with the square of the distance r and / or more from the central region (11),
und/oder mit Kanälen (8 und/oder 10), welche Kanalquerschnittsflächen aufweisen, insbesondere Kanalquerschnittsflä¬ chen auf einem Kreisumfang, deren Summe quadratisch mit dem Abstand r der Kanäle (8 und/oder 10) vom Mittelpunkt (11) des Stützkörpers (3) aus zunimmt, und/oder dass im Bereich des Umfangs des Stützkörpers (5) im Stützkörper (3) und/oder im Träger (1) durch die Dicke des Stützkörpers (3) und/oder des Trägers (1) vollständig durchgehende AblaufÖffnungen (9) für das Filtrat ausgebildet sind, welche jeweils mit einem oder mehreren Kanälen (8, 10) fluidisch verbunden sind. and / or with channels (8 and / or 10) which have channel cross-sectional areas, in particular Kanalquerschnittsflä ¬ Chen on a circumference whose sum square with the distance r of the channels (8 and / or 10) from the center (11) of the support body (3 ) and / or that in the region of the circumference of the support body (5) in the support body (3) and / or in the carrier (1) through the thickness of the support body (3) and / or the support (1) completely continuous drain openings ( 9) are formed for the filtrate, which are each fluidically connected to one or more channels (8, 10).
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter-Membran (2) und der Stützkör- per (3) eine Vielzahl von gemeinsamen, in einer planen, flachen Ebene, der Kontaktfläche (12), liegende Kontaktstellen8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the filter membrane (2) and the Stützkör- per (3) a plurality of common, in a plane, flat plane, the contact surface (12) lying contact points
(12) aufweisen, wobei insbesondere die Filter-Membran (2) einen maximalen Abstand von der ebenen Kontaktfläche (12) von weniger als 100 ym aufweist, und der Stützkörper (3) im Bereich des Kontaktes zwischen der Filter-Membran (2) und dem Stützkörper (3) in Form von Stegen (13), insbesondere Stegen (13) mit dreieckigem Querschnitt, mit einer Breite im Bereich von 50 ym bis 500 ym , und/oder in Form von Säulen ausgebildet ist. (12), wherein in particular the filter membrane (2) has a maximum distance from the planar contact surface (12) of less than 100 ym, and the support body (3) in the region of contact between the filter membrane (2) and the support body (3) in the form of webs (13), in particular webs (13) with triangular cross-section, with a width in the range of 50 ym to 500 ym, and / or in the form of columns.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filter-Membran (2) eine Track Etched Filter-Membran ist, welche aus einer Polykarbonatfolie aufge¬ baut ist und Löcher mit einem Durchmesser von Mikrometern, insbesondere 8 ym umfasst und eine Löcherdichte von 105 Lö¬ chern pro QuadratZentimeter aufweist. 9. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the filter membrane (2) is a track etched filter membrane, which is made of a polycarbonate ¬ builds and holes with a diameter of micrometers, in particular 8 ym comprises and a Has a hole density of 10 5 Lö ¬ chern per square centimeter.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung bis Temperaturen von 90°C thermisch stabil ist. 10. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement is thermally stable up to temperatures of 90 ° C.
11. Verfahren zum Filtrieren von Fluiden mit einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Blut verwendet wird, insbesondere mit Lysepuffer zur Lyse von roten Blutkörperchen gemischtes Blut, wobei aus dem Fluid Zellen filtriert werden. 11. Method for filtering fluids with an arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that blood is used as the fluid, in particular blood mixed with lysis buffer for lysing red blood cells, wherein cells are filtered out of the fluid.
12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Zellen im Blut befindliche Krebszellen filtriert werden, und keine oder nur wenig gesunde Zellen, insbesondere Leuko¬ zyten als Rückstand von der Filter-Membran (2) aus dem Fluid zurückgehalten werden. 12. The method according to claim 12, characterized in that as cells located in the blood cancer cells are filtered, and no or only little healthy cells, in particular Leuko ¬ cytes are retained as a residue of the filter membrane (2) from the fluid.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtrationsrückstand auf der Filter-Membran nach Abschluss der Filtration eingefärbt wird. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the filtration residue is colored on the filter membrane after completion of the filtration.
14. Verwendung der Anordnung und/oder des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Filtrieren und zur mikroskopischen Untersuchung des Filtrasionsrückstands, insbe- sondere zur lichtmikroskopischen oder fluoreszenzmikroskopi¬ schen Untersuchung. 14. Use of the arrangement and / or the method according to one of the preceding claims for filtering and microscopic examination of the Filtrasionsrückstands, in particular sondere for light microscopy or fluoreszenzmikroskopi ¬ rule examination.
15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, das die mikroskopische Untersuchung mittels Fluoreszenz- Mikroskopie erfolgt. 15. Use according to claim 14, characterized in that the microscopic examination is carried out by fluorescence microscopy.
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